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Nel mio studio di tesi, ho condotto un'indagine sulla caratterizzazione di diversi biosensori a risonatori UHF-SAW, focalizzandomi sull'analisi dei modi acustici generati da ciascuno di essi. I biosensori presentano geometrie diverse e operano a frequenze differenti. Una delle prime fasi dello studio consiste nella valutazione della sensibilità dei modi acustici ai cambiamenti delle proprietà superficiali, come variazioni di temperatura e aumento di massa sulla superficie. Per valutare l'effetto di tali cambiamenti, ho eseguito simulazioni FEM per analizzare il comportamento dei modi acustici all'interno dei biosensori. Successivamente, ho condotto esperimenti per testare i dispositivi nella rilevazione di un biomarker specifico chiamato GFAP, al fine di studiare l'effetto delle variazioni delle proprietà superficiali sul biosensore.
Durante l'analisi dei modi acustici dei biosensori UHF-SAW, ho identificato la presenza di due modalità distinte: un modo "slow" (a frequenza più bassa) e un modo "fast" (a frequenza più alta). All'interno di una specifica regione di interesse chiamata "EI" (Exchange Interface), ho osservato un'intensa interazione energetica tra le componenti di spostamento lungo gli assi X, Y e Z di questi modi acustici.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che il modo slow è più sensibile rispetto al modo fast per i dispositivi con una lunghezza d'onda di 1,6 µm. Questo comportamento potrebbe essere attribuito al fatto che, all'interno dell'interfaccia di espansione (EI), il modo slow si avvicina di più a una superficie acustica di Rayleigh, mentre il modo veloce è più simile a una superficie acustica SH (Shear Horizontal). Al contrario, all'esterno dell'EI si osserva un comportamento opposto.
Tuttavia, per i chip con una lunghezza d'onda di 2,8 µm, i risultati delle simulazioni FEM mostrano che il modo slow è meno sensibile rispetto al modo fast, a differenza di quanto evidenziato dall'analisi sperimentale. Questa discrepanza potrebbe essere attribuita al fatto che nelle simulazioni il modo slow risulta poco definito in termini di ampiezza e larghezza rispetto al caso reale, dove invece si osserva una maggiore sensibilità del modo slow rispetto al modo fast. Inoltre, sia il modo slow che il modo fast all'interno dell'EI si avvicinano di più a una superficie acustica di Rayleigh.

Infine, per i dispositivi con una lunghezza d'onda di 3,92 µm, sia dalle simulazioni che dall'analisi sperimentale si osserva che il modo slow è meno sensibile rispetto al modo fast. Questo può essere attribuito al fatto che in entrambi i casi il modo slow risulta poco definito, rendendo più difficile apprezzarne gli spostamenti.